胡成紅，徐 金，奚小波，張瑞宏,,3

（1.揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 2252127；2.江蘇銀濤智能裝備有限公司，江蘇 泰州 225311；3.南京沃楊機(jī)械科技有限公司，江蘇 南京 211200）

0 引言

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)化肥的施用非常依賴(lài)，如2018 年我國(guó)農(nóng)用化肥施用5 653 萬(wàn)t，雖然較2015年減少了369 萬(wàn)t，降幅達(dá)6.1%，近幾年也有下降的態(tài)勢(shì)，但總體上我國(guó)農(nóng)用化肥施用總量依然巨大。自20 世紀(jì)70 年代，化肥在農(nóng)業(yè)上的使用對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的提升起到了很大的作用，但是由于濫施化肥，我國(guó)化肥利用率低、偏施嚴(yán)重、浪費(fèi)巨大的現(xiàn)象非常普遍，由此產(chǎn)生了病蟲(chóng)害增加、能源和資金大量浪費(fèi)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量降低、土壤肥力下降、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。特別是農(nóng)業(yè)成為了我國(guó)面源污染最大的產(chǎn)業(yè)[1]。改變傳統(tǒng)的施肥模式迫在眉睫，實(shí)施和推廣變量施肥技術(shù)是解決上述問(wèn)題的重要舉措。

變量施肥技術(shù)（Variable-rate Fertilizer Technology）是以?xún)?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和環(huán)保為宗旨，將歷年農(nóng)田不同空間單元的產(chǎn)量數(shù)據(jù)與氣候條件、土壤理化性質(zhì)、病蟲(chóng)草害等多層數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，經(jīng)過(guò)作物生長(zhǎng)模型和營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)家系統(tǒng)的決策，得到不同空間單元內(nèi)肥料的施用量，根據(jù)GPS 導(dǎo)航定位使用變量施肥機(jī)具進(jìn)行田間精準(zhǔn)施肥的技術(shù)[2-5]。國(guó)內(nèi)外研究和實(shí)踐表明：在確保農(nóng)作物產(chǎn)量的前提下，實(shí)施精準(zhǔn)變量施肥不僅可以極大減少化肥用量，有效提高肥料的利用率，還具有很好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益[6-9]。本文結(jié)合相關(guān)研究資料，闡述國(guó)內(nèi)外變量施肥技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析變量施肥技術(shù)各部分發(fā)展特點(diǎn)，以及我國(guó)變量施肥技術(shù)存在的問(wèn)題，并提出發(fā)展對(duì)策，以期為變量施肥技術(shù)及配套裝置的研究和推廣提供參考。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外變量施肥技術(shù)研究較早，始于20 世紀(jì)80年代。由于投入大量的研究資源以及得天獨(dú)厚的農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境，在國(guó)外變量施肥技術(shù)得到迅速推廣。下面主要以美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)家為代表[10]進(jìn)行介紹。

（1）北美地區(qū)在變量施肥技術(shù)的應(yīng)用和推廣最為廣泛。如凱斯公司開(kāi)發(fā)的空氣播種機(jī)能夠快速隨時(shí)改變播種、施肥量，在一次作業(yè)中可以調(diào)整3 種類(lèi)型化肥或種子的比例。Trimble 公司開(kāi)發(fā)的田間計(jì)算機(jī)AgGPS170 被廣泛的應(yīng)用于常規(guī)農(nóng)機(jī)具的變量改造上。Rawson 公司開(kāi)發(fā)的多功能變量控制器ACCU-EATE 可以兼顧固態(tài)肥和液態(tài)肥的變量控制。

（2）德國(guó)Amazone 公司開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)變量施肥機(jī)。該機(jī)具通過(guò)安裝在施肥機(jī)上的視覺(jué)傳感器檢測(cè)葉綠素在作物中的含量，從而計(jì)算出單位面積的作物產(chǎn)量及肥料投入量，然后經(jīng)排肥機(jī)構(gòu)進(jìn)行變量施肥。

（3）法國(guó)基于GPS 和GIS 的變量施肥機(jī)械。其生產(chǎn)的“女騎士”變量施肥機(jī)具集成了GPS 和GIS技術(shù)，對(duì)于變量施肥技術(shù)的發(fā)展起到了很大的作用。其變量施肥控制系統(tǒng)在各種類(lèi)型的離心式撒肥機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用。

（4）日本的固態(tài)氮肥變量施肥系統(tǒng)。在小尺寸地塊的變量施肥研究方面，日本具有較為獨(dú)特的地位。其開(kāi)發(fā)的針對(duì)水稻種植的變量施肥機(jī)械，對(duì)每個(gè)排肥機(jī)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)控制，并通過(guò)風(fēng)力將肥料輸送到土壤里。

目前，國(guó)外變量施肥技術(shù)正朝著大型化、自動(dòng)化、智能化和多種肥料同時(shí)變量施肥方向發(fā)展。通過(guò)打造完整的田間管理信息系統(tǒng)和服務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)，在發(fā)達(dá)國(guó)家變量施肥技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，農(nóng)藥和化肥的利用率達(dá)到了60%。另外，變量施肥技術(shù)在保護(hù)作物健康生長(zhǎng)、控制作物施肥量、精量播種、中耕作業(yè)和農(nóng)業(yè)用水分配等領(lǐng)域也得到了應(yīng)用和推廣。盡管在科技含量上，國(guó)外變量施肥機(jī)械有許多優(yōu)點(diǎn)，性能也十分強(qiáng)大，然而面對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)耕作模式的現(xiàn)實(shí)，其施肥機(jī)械體積大、成本高、維修費(fèi)用貴、難以適應(yīng)國(guó)內(nèi)發(fā)展的要求。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)變量施肥技術(shù)的研發(fā)相對(duì)較晚，在20 世紀(jì)90 年代后期才開(kāi)始關(guān)注變量施肥技術(shù)并進(jìn)行適當(dāng)引進(jìn)。由于我國(guó)農(nóng)業(yè)施肥使用的技術(shù)和手段依然落后，農(nóng)田施用的化肥的平均利用率長(zhǎng)期在35%左右，浪費(fèi)和污染嚴(yán)重。2005 年在農(nóng)業(yè)部的推動(dòng)下，測(cè)土配方施肥在全國(guó)1 200 個(gè)縣被大力推廣。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)發(fā)展迅速，在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了許多建立精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)體系的嘗試，現(xiàn)如今變量施肥技術(shù)得到了農(nóng)業(yè)研究界和社會(huì)的廣泛接納，取得了很多成果。

在研發(fā)儀器設(shè)備方面，主要在農(nóng)作物或土壤養(yǎng)分的檢測(cè)、田間信息管理系統(tǒng)等方面，如：北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心研發(fā)的環(huán)境脅迫狀態(tài)和作物品質(zhì)診斷儀、NDVI 測(cè)量?jī)x。吉林大學(xué)研發(fā)的田間地理信息系統(tǒng)[11]。

在研發(fā)變量施肥機(jī)方面：

（1）農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所金梅等[12]研制的精量播種施肥機(jī)，特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)施肥過(guò)程中的漏播、堵塞聲光報(bào)警檢測(cè)，完成播種施肥復(fù)合作業(yè)。

（2）吉林大學(xué)賈洪雷等[13]研制的2BDB—6(110)型大豆仿生智能耕播機(jī)，特點(diǎn)：復(fù)合作業(yè)功能強(qiáng)大，一次作業(yè)可完成淺松、碎土、播種、施肥、扶壟和鎮(zhèn)壓等流程。

（3）北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心研制的1G—VRT1 旋耕變量施肥機(jī)，上海交通大學(xué)研制的旋耕變量播種施肥機(jī)，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)王金武、郎春玲等研制的深施型液態(tài)變量施肥機(jī)，西北農(nóng)業(yè)科技大學(xué)左光焜研制的機(jī)械式點(diǎn)狀注肥機(jī)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)施印炎等[14]研制的離心勻肥罩式水稻地表變量撒肥機(jī)等。

由于我國(guó)變量施肥技術(shù)還處于發(fā)展階段，目前使用的變量施肥機(jī)多是在原有施肥機(jī)械的基礎(chǔ)上改裝而成，一次作業(yè)只能夠變量施肥一種肥料。大多數(shù)的研究?jī)H僅停留在田間試驗(yàn)階段。如何在國(guó)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的國(guó)情，制定一套適宜的變量施肥技術(shù)體系，開(kāi)發(fā)出符合國(guó)情的多種變量施肥產(chǎn)品仍是亟待解決的問(wèn)題。

2 技術(shù)分析

2.1 變量施肥處方圖生成技術(shù)

變量施肥處方圖生成技術(shù)包括土壤養(yǎng)分檢測(cè)、空間插值算法、遙感技術(shù)和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)等[15]，包括4 個(gè)方面的研究：基于作物冠層光譜的施肥處方研究、基于作物葉綠素含量的施肥處方研究、基于生長(zhǎng)模型的施肥處方研究和基于土壤特性與產(chǎn)量的施肥處方研究，其中基于土壤特性與產(chǎn)量的施肥處方研究為目前主要的研究方向[16]。

土壤養(yǎng)分的檢測(cè)方法及各自的特點(diǎn)如表1 所示?？梢钥闯?，幾種土壤測(cè)量方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，前3 種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不適合應(yīng)用于變量施肥處方圖生成技術(shù)，近紅外光譜分析法具有低成本、高密度、高精度、實(shí)時(shí)性、便利高效等優(yōu)點(diǎn)，在土壤養(yǎng)分分析領(lǐng)域具有巨大的潛力。

空間插值算法用作處理傳統(tǒng)土壤點(diǎn)狀采樣數(shù)據(jù)進(jìn)而獲取土壤養(yǎng)分信息，針對(duì)土壤養(yǎng)分變量的插值算法的研究主要在確定性和不確定插值的比較，不同克里克插值的比較兩方面。我國(guó)科研工作者從土壤養(yǎng)分信息獲取的精確性和實(shí)用性出發(fā)，得出反距離權(quán)重插值法較適合于丘陵區(qū)、普通克里格插值法適合于平原區(qū)，反距離權(quán)重插值法總體上比普通克里克插值算法的內(nèi)插效果具有較高的精度，反距離權(quán)重插值法是縣域耕地地力評(píng)價(jià)養(yǎng)分空間插值的最佳選擇的結(jié)論[17]。

上述土壤養(yǎng)分檢測(cè)技術(shù)由于其自身的局限性，只適合進(jìn)行小規(guī)模、精準(zhǔn)的采樣測(cè)量，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大規(guī)模測(cè)量、快速性、高效性、實(shí)時(shí)性的要求，遙感技術(shù)的發(fā)展彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷。目前，土壤養(yǎng)分遙感檢測(cè)技術(shù)主要從土壤的遙感數(shù)據(jù)中提取有用的信息，進(jìn)而對(duì)土壤養(yǎng)分信息進(jìn)行反演，從而獲得特定的數(shù)據(jù)。由于土壤被植被覆蓋時(shí)間長(zhǎng)，通過(guò)遙感技術(shù)直接測(cè)量作物植被指數(shù)從而間接測(cè)量土壤中的氮含量分布的方法獲得了廣泛應(yīng)用[18]。遙感技術(shù)獲取田間土壤養(yǎng)分信息的不足就是天氣環(huán)境影響土壤信息的獲取。

目前實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)尚未發(fā)現(xiàn)成熟商品化的產(chǎn)品，研究主要集中在歐美國(guó)家，如美國(guó)Trimble 公司研發(fā)的GreenSeeker RT200C、德國(guó)Amazon 研發(fā)的光傳感器變量施肥機(jī)。

由于土壤養(yǎng)分檢測(cè)技術(shù)、實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)研發(fā)不足等原因，我國(guó)施肥處方生成技術(shù)的發(fā)展仍然面臨很多困難，尚未形成一種通用性成熟的產(chǎn)品。如何研發(fā)一種新技術(shù)解決如傳統(tǒng)土壤養(yǎng)分檢測(cè)技術(shù)的不足，完善處方生成技術(shù)是一個(gè)重要課題。

2.2 變量施肥控制系統(tǒng)

變量施肥控制系統(tǒng)具備采集作業(yè)信息、進(jìn)行施肥決策和驅(qū)動(dòng)排肥機(jī)構(gòu)等功能[18]，是變量施肥的核心技術(shù)，主要由控制器（車(chē)載計(jì)算機(jī)、PLC、單片機(jī)等）、定位系統(tǒng)、傳感器、排肥動(dòng)力裝置組成，在作業(yè)方式上有處方圖作業(yè)和實(shí)時(shí)作業(yè)兩種模式，在肥料性質(zhì)方面有液態(tài)肥和固態(tài)肥兩種形式——通過(guò)液壓馬達(dá)、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)排肥機(jī)構(gòu)施固態(tài)肥，或采用電磁比例閥變量施液態(tài)肥。國(guó)外在變量施肥控制系統(tǒng)方面做了大量研究，已經(jīng)形成較為成熟的變量施肥控制方法、技術(shù)體系和通用性產(chǎn)品，并且已有了在線(xiàn)式變量施肥系統(tǒng)，如美國(guó)約翰迪爾公司生產(chǎn)的變量施肥機(jī)、凱斯公司生產(chǎn)的Flexisoil 變量施肥播種機(jī)。我國(guó)變量施肥控制系統(tǒng)根據(jù)控制器類(lèi)型及控制方案、肥料性質(zhì)、肥料排肥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、排肥效果、多肥料元素變量控制等因素組合形成了許多種變量施肥控制系統(tǒng)，側(cè)重于變量施肥控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、多變量施肥控制技術(shù)、變量施肥控制方案優(yōu)化、變量施液態(tài)肥等方面的研究。

例如，在變量施肥控制方案優(yōu)化方面，梁春英等從事控制系統(tǒng)PID 算法的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究，通過(guò)建立變量施肥控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、PID 參數(shù)選擇及控制性能的改進(jìn)提供了理論依據(jù)[19-24]。對(duì)控制算法進(jìn)入變量施肥控制領(lǐng)域具有重要意義。孫裔鑫等[25]針對(duì)由于田間土地平整度、機(jī)具行進(jìn)速度等因素變化導(dǎo)致的變量施肥播種機(jī)施肥輪轉(zhuǎn)速異常，影響施肥精度的問(wèn)題，提出基于模糊PID 控制算法的變量施肥控制系統(tǒng)。

在變量施液態(tài)肥方面，邵利敏等[26]設(shè)計(jì)了基于PLC 的液態(tài)肥變量施肥控制器，其根據(jù)光學(xué)傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量作物的光譜信息，計(jì)算施肥量，并通過(guò)控制電磁閥的開(kāi)啟或關(guān)閉進(jìn)行變量施液態(tài)肥。王金武、郎春玲等[27]在深施液態(tài)肥機(jī)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了一種基于單片機(jī)的變量深施液態(tài)肥控制系統(tǒng)。左光焜等[28]以3ZF-150 型輪式點(diǎn)狀液態(tài)注肥機(jī)為基礎(chǔ)，基于單片機(jī)，開(kāi)發(fā)了一套完整的液態(tài)肥變量施肥控制系統(tǒng)。

我國(guó)科研工作者在變量施肥控制系統(tǒng)方面做了很多研究，也取得了不少成果，但是總體來(lái)看，大部分研究處于實(shí)驗(yàn)研究階段，變量施肥核心控制系統(tǒng)研發(fā)能力偏弱，又由于排肥機(jī)構(gòu)研究不足，我國(guó)并未出現(xiàn)成熟的變量施肥控制系統(tǒng)和產(chǎn)品。

2.3 變量施肥排肥機(jī)構(gòu)

變量施肥排肥機(jī)構(gòu)是施肥主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。變量施肥技術(shù)的研究和推廣，離不開(kāi)對(duì)排肥機(jī)構(gòu)作業(yè)特點(diǎn)的深入研究。目前對(duì)于變量施肥排肥機(jī)構(gòu)的研究，主要集中在排肥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、排肥精度的控制、排量的大小、幅度、均勻度和變異系數(shù)的控制等方面。

國(guó)外在變量施肥排肥機(jī)構(gòu)上的研究和推廣走在我們前面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)施肥精度、均勻度、超寬幅

度的要求[18]。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究做了很多，也取得了許多成果，但大多數(shù)機(jī)構(gòu)處于研究階段。

2.4 變量施肥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

施肥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是變量施肥技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，主要有3 種類(lèi)型，分別為機(jī)械報(bào)警器、機(jī)電信號(hào)報(bào)警器和電子儀器型監(jiān)測(cè)裝置。

機(jī)械報(bào)警器和機(jī)電信號(hào)報(bào)警器是早期發(fā)展的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，適合于簡(jiǎn)單、功能單一的播種施肥裝置，電子儀器型監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)在排肥機(jī)構(gòu)各個(gè)位置安裝傳感器監(jiān)測(cè)排肥作業(yè)情況，具有高靈敏性、實(shí)時(shí)性、全面性的特點(diǎn)，可以在排肥出現(xiàn)異常時(shí)報(bào)警，也方便作業(yè)人員全面了解作業(yè)機(jī)具的運(yùn)行狀態(tài)。

我國(guó)的變量施肥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)起步較晚，發(fā)展很快，已發(fā)展多種變量施肥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。電子儀器型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用的廣泛性，成為我國(guó)科研工作者的研究重點(diǎn)。其中光電傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)備以其監(jiān)測(cè)速度快、可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)方法的主要研究方向[16]。

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)的發(fā)展，機(jī)具在田間作業(yè)時(shí)，由于機(jī)器故障、監(jiān)測(cè)裝置缺乏容易產(chǎn)生重施、漏失等問(wèn)題，加大農(nóng)業(yè)機(jī)具特別是播種施肥機(jī)具監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和推廣力度是解決上述各種問(wèn)題的關(guān)鍵舉措[29]。

3 存在的問(wèn)題

（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境約束。我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式主要以家庭經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)為主，土地狹小、多樣而分散，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)較為困難。

（2）國(guó)外技術(shù)封鎖，國(guó)內(nèi)研究基礎(chǔ)薄弱，研究和推廣動(dòng)力不足。

（3）土壤養(yǎng)分信息獲取效率低，設(shè)備兼容性差，信息不能共享，人工維護(hù)成本高。

（4）實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)研發(fā)不足。瓶頸在于傳感器的研發(fā)與電子技術(shù)的應(yīng)用不足，專(zhuān)家決策系統(tǒng)更新慢，容易滯后，導(dǎo)致決策不準(zhǔn)確、誤差較大。

（5）現(xiàn)有機(jī)具效果欠佳。目前我國(guó)的變量施肥機(jī)具大多是在已有的施肥機(jī)具上進(jìn)行改造而來(lái)，整體上缺乏穩(wěn)定和可靠的性能，施肥效果欠佳。

（6）國(guó)產(chǎn)化智能控制系統(tǒng)研發(fā)不足，操作不便，成本較高。

（7）多種肥料混合變量施肥研究薄弱。實(shí)施顆粒肥和液態(tài)肥變量施肥大多在肥料總量上進(jìn)行變量施肥，不能實(shí)現(xiàn)氮、磷、鉀多元素配比混合施肥。

（8）液態(tài)施肥機(jī)發(fā)展薄弱。大多數(shù)液態(tài)施肥機(jī)需要開(kāi)溝深施后機(jī)械覆土，增加了機(jī)械設(shè)備，從而導(dǎo)致機(jī)具成本增加；液氨的腐蝕性與刺激性，會(huì)危害農(nóng)業(yè)工作者的身體健康，還會(huì)對(duì)機(jī)具產(chǎn)生腐蝕；另外國(guó)內(nèi)對(duì)液肥的研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用力度不夠，導(dǎo)致液態(tài)施肥機(jī)研發(fā)動(dòng)力不足。

4 我國(guó)變量施肥技術(shù)發(fā)展對(duì)策

（1）開(kāi)發(fā)適合不同地區(qū)需求的變量施肥機(jī)具。由于我國(guó)農(nóng)業(yè)高度分散、人員密集、作業(yè)強(qiáng)度大，因此根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展具體情況，開(kāi)展適合我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的變量施肥機(jī)械和施肥技術(shù)的研究和實(shí)踐，生產(chǎn)各種型號(hào)的變量施肥產(chǎn)品至關(guān)重要[30]。

（2）借鑒國(guó)外技術(shù)。國(guó)外特別是歐美國(guó)家在變量施肥技術(shù)的研究上有許多值得借鑒的地方。例如可以借鑒西方國(guó)家對(duì)土壤養(yǎng)分的分析和管理技術(shù)，制成養(yǎng)分圖層，完善科學(xué)變量施肥體系，從而避免土壤信息采集的困難；在實(shí)時(shí)變量施肥控制方面，可以借鑒德國(guó)運(yùn)用視覺(jué)傳感器研制的變量施肥機(jī)械；在GPS 和GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合方面，可以借鑒法國(guó)Amasat變量施肥系統(tǒng)等。

（3）加強(qiáng)新型機(jī)具、排肥機(jī)構(gòu)的研究。針對(duì)故障率高的部件進(jìn)行針對(duì)性研究，促進(jìn)變量施肥技術(shù)和現(xiàn)有機(jī)具的結(jié)合。

（4）加快新技術(shù)的應(yīng)用，探索新型的變量施肥方式。如在土壤養(yǎng)分實(shí)時(shí)檢測(cè)方面，加強(qiáng)新型傳感器的研發(fā)，在無(wú)人機(jī)施肥方面，加強(qiáng)應(yīng)用推廣。

（5）改變機(jī)具功能單一的特點(diǎn)，做到一機(jī)多用，實(shí)現(xiàn)旋耕、播種、施肥、鎮(zhèn)壓等復(fù)合作業(yè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多變量配比施肥作業(yè)。

（6）建立完善的變量施肥體系。加快處方生成技術(shù)和變量施肥控制系統(tǒng)的研發(fā)[31]，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械和常用儀器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化建立，加強(qiáng)人員技術(shù)交流合作，以提高變量施肥機(jī)施肥性能，完善變量施肥技術(shù)體系。

（7）加快變量施肥機(jī)械的推廣，替代落后機(jī)具。研究人員在機(jī)具研發(fā)本身上考慮農(nóng)業(yè)從業(yè)者的需求和接受能力，研發(fā)易操作、高效、低成本的變量施肥機(jī)具；政府加強(qiáng)對(duì)變量施肥機(jī)具的宣傳力度，組織農(nóng)業(yè)從業(yè)者進(jìn)行培訓(xùn)，對(duì)新機(jī)具進(jìn)行補(bǔ)貼，強(qiáng)制淘汰低效率和污染重的施肥機(jī)具，鼓勵(lì)成立變量施肥科技服務(wù)企業(yè)，以收費(fèi)代替直接購(gòu)買(mǎi)促進(jìn)變量施肥機(jī)械的推廣。

（8）培養(yǎng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用型人才。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究、應(yīng)用及推廣需要一批具有較高科技文化素質(zhì)的農(nóng)業(yè)從業(yè)者，因此，應(yīng)增加資金投入，加大力度培養(yǎng)基層高素質(zhì)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用型人才。

（9）培育大型變量施肥播種機(jī)研發(fā)制造企業(yè)。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，加快變量施肥播種機(jī)企業(yè)的兼并重組，形成一批具備資金和技術(shù)實(shí)力的有競(jìng)爭(zhēng)力的變量施肥播種機(jī)企業(yè)，引領(lǐng)我國(guó)變量施肥領(lǐng)域的發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展、人們環(huán)保意識(shí)的提高，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向之一，將在未來(lái)的農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域占據(jù)重要的地位，變量施肥技術(shù)也將獲得更多的關(guān)注。目前我國(guó)變量施肥技術(shù)和世界先進(jìn)水平還有較大的差距，并且由于我國(guó)特殊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，發(fā)展一條適合我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的變量施肥技術(shù)體系尤為重要。變量施肥技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)的建立對(duì)于有序推進(jìn)變量施肥技術(shù)的研究和實(shí)踐具有重要的意義，因此需要從戰(zhàn)略層面，建立一套適合我國(guó)國(guó)情的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，指定優(yōu)先發(fā)展方向，有針對(duì)性的對(duì)變量施肥關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和實(shí)踐，攻克技術(shù)難關(guān)，研發(fā)出符合我國(guó)國(guó)情的變量施肥產(chǎn)品序列。另外加強(qiáng)技術(shù)交流，引進(jìn)先進(jìn)科技和施肥理念，著力提高變量施肥播種機(jī)行業(yè)的科技創(chuàng)新能力。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，創(chuàng)造良好的條件，打造龍頭企業(yè)，使我國(guó)變量施肥走出一條可持續(xù)發(fā)展之路。